一种高硅铝合金电子封装材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硅铝合金电子封装材料的制备方法，其特征在于：首先通过传统铸造方法获得所需硅含量的高硅铝合金板材；然后通过快速凝固法对高硅铝合金板材进行细化，获得薄带状高硅铝合金；最后按照所需厚度，将若干薄带状高硅铝合金叠加后进行热压成型，即获得所需硅含量的高硅铝合金电子封装材料。本发明专利技术综合采用快速凝固法和热压法多种先进制备工艺，在保持相对较高的硅含量的前提下，得到了铝基体和细小的硅相两相均匀分布的近乎于完全致密化的高硅铝合金电子封装材，具有操作简单、设备简易、孔隙率低、性能优异、绿色环保、技术成熟等优点。

Preparation of a high silicon aluminum alloy electronic packaging material

The invention discloses a preparation method of high silicon aluminum alloy electronic packaging material, which is characterized in that: first, the high silicon aluminum alloy plate with required silicon content is obtained by traditional casting method; then, the high silicon aluminum alloy plate is refined by rapid solidification method to obtain thin strip high silicon aluminum alloy; finally, several thin strip high silicon aluminum alloy are superposed according to the required thickness and then heated Press forming, that is, to obtain the high silicon aluminum alloy electronic packaging materials with the required silicon content. The invention adopts various advanced preparation processes of rapid solidification method and hot pressing method. On the premise of maintaining relatively high silicon content, the high silicon aluminum alloy electronic packaging material with uniform distribution of aluminum matrix and fine silicon phase is obtained, which has the advantages of simple operation, simple equipment, low porosity, excellent performance, green environmental protection, mature technology, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种高硅铝合金电子封装材料的制备方法
本专利技术涉及一种高硅铝合金电子封装材料的制备方法。
技术介绍
常用的电子封装材料分为塑料封装材料、陶瓷封装材料和金属封装材料三类。高硅铝合金作为新一代电子封装材料，具有密度低、导热性能好、热膨胀系数低、机械加工性能良好等优点，在电子封装领域不断受到人们的重视。高硅铝合金在电子封装材料领域的运用及不断发展,弥补传统电子封装材料的部分缺陷，随着制备技术的不断改良，高硅铝合金作为新型轻质电子封装材料,有着十分开阔的发展空间和应用前景。制备高硅铝合金的方法主要有以下几种：(1)加压浸渗法：需要较高压力因而对所使用的模具密封性要求较高，且加压系统较为复杂，无法广泛应用。(2)粉末冶金法：由于工艺复杂、成本较高，粉末易被氧化、致密度不够，难以达到电子封装气密性的要求。(3)喷射沉积法：对设备要求过高，成本较为昂贵，且制备周期较长。(4)熔炼铸造法：是制备合金材料最广泛的方法，具有设备简易、成本低以及可应用于大批量工业化生产等特点，且其操作简单、工序简便、所得合金具有较好的铸造性能。甩带加工是通过感应熔炼，利用电磁感应和电热转换所产生的热量来熔炼金属的一种快速凝固方法，甩带实验过程中冷却速率很大，可制备出无偏析或少偏析的超细晶材料。热压烧结是通过在烧结过程中施加外在压力以促进材料致密化的方法，相较与无压烧结而言，材料可以在低几十甚至几百摄氏度的温度下达到致密状态，且热压烧结晶粒生长较少，更容易获得细晶粒材料。若能将铸造法与甩带法和热压法相结合，或可制备出细晶粒高性能的高硅铝合金电子封装材料。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种制备高硅铝合金电子封装材料的新方法。本专利技术为实现专利技术目的，采用如下技术方案：本专利技术高硅铝合金电子封装材料的制备方法，其特点在于：首先通过传统铸造方法获得所需硅含量的高硅铝合金板材；然后通过快速凝固法对高硅铝合金板材进行细化，获得薄带状高硅铝合金；最后按照所需厚度，将若干薄带状高硅铝合金叠加后进行热压成型，即获得所需硅含量的高硅铝合金电子封装材料。具体包括如下步骤：(1)板材制备采用传统铸造方法，制备出所需硅含量的高硅铝合金板材；对所得高硅铝合金板材的上表面进行包括砂纸打磨、酒精清洗、丙酮去污和干燥各过程的表面处理；将表面处理后高硅铝合金板材放在酒精中备用；(2)快速凝固法细化将高硅铝合金板材放置在甩带机的腔体内，甩带温度高于所述高硅铝合金板材熔点30～50℃、铜锟旋转速度为600rpm～1600rpm，甩出后即获得薄带状高硅铝合金；(3)热压成型按照所需厚度，将若干薄带状高硅铝合金沿厚度方向逐层叠加，然后用石墨纸包裹后放入石墨模具中；再将模具放入真空钎焊炉中热压成型，热压温度为200℃～600℃、压力为200MPa～500MPa、保温时间为1h～4.5h，即获得所需硅含量的高硅铝合金电子封装材料。其中，所述高硅铝合金的硅质量百分含量在50％-90％范围。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、本专利技术综合采用快速凝固法和热压法两种先进制备工艺，在保持较高的硅含量的前提下，得到了铝基体和细小的硅相两相均匀分布的近乎于完全致密化的高硅铝合金电子封装材料，具有操作简单、设备简易、孔隙率低、性能优异、绿色环保、技术成熟等优点。2、在加工过程中，通过快速凝固制备高硅铝合金，可以获得颗粒细小的高硅铝合金材料，性能优异；通过热压烧结所得高硅铝合金电子封装材料，层组织结构均匀细小、致密度高，孔隙率降低、提高了导电性。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。以下内容仅仅是对本专利技术的构思所作的举例和说明，所属本
的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离专利技术的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。实施例1本实施例包括以下步骤：(1)板材制备采用熔炼铸造法，制备出硅质量百分含量为50％、厚度为10mm的高硅铝硅合金板材，具体方法为：将150g的硅块与150g铝块在真空冶炼炉里熔炼完全，然后浇铸成厚度为10mm的原材料。使用线切割在熔炼所得的高硅铝合金板材上截取10mm×10mm×10mm的小块，然后对其上表面进行包括砂纸打磨、酒精清洗、丙酮去污和干燥各过程的表面处理；将表面处理后置于酒精中备用。(2)快速凝固法细化将高硅铝合金板材放置在放置在甩带机的腔体内，设置甩带温度(50％硅含量的铝硅合金板材的甩带温度应设为1050℃)和铜锟旋转速度(50％硅含量的铝硅合金板材的旋转速度应设为700r/min)。甩出后即获得硅含量为50％，宽4.5mm、厚0.03mm的薄带状高硅铝合。(3)热压成型将40片薄带状高硅铝合沿厚度方向逐层叠加，然后用石墨纸包裹后放入石墨模具中，并用石墨纸填充空隙；再将模具放入真空钎焊炉中热压成型，热压温度为600℃、压力为500MPa、保温时间为3h，即获得硅含量为50％的高硅铝合金电子封装材料。实施例2本实施例包括以下步骤：(1)板材制备采用熔炼铸造法，制备出硅质量百分含量为60％、厚度为10mm的高硅铝硅合金板材，具体方法为：将180g的硅块与120g铝块在真空冶炼炉里熔炼完全，然后浇铸成厚度为10mm的原材料。使用线切割在熔炼所得的高硅铝合金板材上截取10mm×10mm×10mm的小块，并对其上表面进行包括砂纸打磨、酒精清洗、丙酮去污和干燥各过程的表面处理；将表面处理后置于酒精中备用。(2)快速凝固法细化将高硅铝合金板材放置在甩带机的腔体内，设置甩带温度(60％硅含量的铝硅合金板材的甩带温度应设为1150℃)和铜锟旋转速度(60％硅含量的铝硅合金板材的旋转速度应设为700r/min)、甩出后即获得硅含量为60％，宽4.5mm、厚0.03mm的薄带状铝硅合金。(3)热压成型将40片薄带状高硅铝合沿厚度方向逐层叠加，然后用石墨纸包裹后放入石墨模具中，并用石墨纸填充空隙；再将模具放入真空钎焊炉中热压成型，热压温度为600℃、压力为500MPa、保温时间为3h，即获得硅含量为60％的高硅铝合金电子封装材料。实施例3本实施例包括以下步骤：(1)板材制备采用熔炼铸造法，制备出硅质量百分含量为90％，厚度为10mm的高硅铝硅合金板材，具体方法为：将270g的硅块与30g铝块在真空冶炼炉里熔炼完全，然后浇铸成厚度为10mm的原材料。使用线切割在熔炼所得的高硅铝合金板材上截取10mm×10mm×10mm的小块，并对其上表面进行包括砂纸打磨、酒精清洗、丙酮去污和干燥各过程的表面处理；将表面处理后置于酒精中备用。(2)快速凝固法细化将高硅铝合金板材放置在甩带机的腔体内，设置甩带温度(90％硅含量的铝硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硅铝合金电子封装材料的制备方法，其特征在于：首先通过传统铸造方法获得所需硅含量的高硅铝合金板材；然后通过快速凝固法对高硅铝合金板材进行细化，获得薄带状高硅铝合金；最后按照所需厚度，将若干薄带状高硅铝合金叠加后进行热压成型，即获得所需硅含量的高硅铝合金电子封装材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高硅铝合金电子封装材料的制备方法，其特征在于：首先通过传统铸造方法获得所需硅含量的高硅铝合金板材；然后通过快速凝固法对高硅铝合金板材进行细化，获得薄带状高硅铝合金；最后按照所需厚度，将若干薄带状高硅铝合金叠加后进行热压成型，即获得所需硅含量的高硅铝合金电子封装材料。


2.根据权利要求1所述的一种高硅铝合金电子封装材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)板材制备
采用传统铸造方法，制备出所需硅含量的高硅铝合金板材；对所得高硅铝合金板材的上表面进行包括砂纸打磨、酒精清洗、丙酮去污和干燥各过程的表面处理；将表面处理后高硅铝合金板材放在酒精中备用；
(2)快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：华鹏，李刚，周伟，李先芬，吴玉程，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34